Le dosage par étalonnage est une méthode géniale en chimie pour mesurer la concentration d'une substance dans un échantillon.
👩🔬 On crée une courbe en utilisant des concentrations connues, puis on l'utilise pour estimer la concentration de la substance dans un échantillon inconnu
C'est comme résoudre un casse-tête scientifique !
Définition de la notion de dosage 🤏🏼
Un dosage est une technique qui permet de déterminer la concentration molaire d’une espèce chimique dissoute dans une solution. Il existe plusieurs méthodes pour doser une espèce en solution, on peut par exemple utiliser :
📊 Le dosage par titrage
🧪 Le dosage par étalonnage
C’est ce dernier type de dosage que nous allons développer.
Les techniques de dosages, qu'elles soient obtenues par titration ou étalonnage, sont très importantes dans de nombreuses industries :
💊 En médecine, pour doser les médicaments
🧃 Dans l'agro-alimentaire, pour doser les boissons
On utilise par exemple les techniques de dosage en médecine pour doser des médicaments ou encore dans l'industrie agro-alimentaire pour doser les quantités de solutés à incorporer dans les boissons (on peut étudier par exemple la concentration du fer dans le vin, on peut étudier la concentration de certains acides dans des boissons de type cola...).
Principe d'un dosage par étalonnage 🧪
Un dosage colorimétrique correspond à celui qui peut être effectué lorsqu'une réaction chimique produit un produit coloré et si l'intensité de la coloration est proportionnelle à la concentration de l'élément chimique à doser.
Par conséquent, la réaction est logiquement basée sur la loi de Beer-Lambert. Cette loi dit que plus une substance est concentrée et plus le milieu traversé est épais, plus elle absorbe de lumière.
⚠️ À noter que des dosages colorimétriques peuvent également être réalisés à l'aide d'un indicateur coloré qui se colorera en fonction des variations de pH, indiquant le point d'équivalence de la réaction
🌈 Dans ce cas, on parle de titrage colorimétrique
Pour effectuer une telle détermination, il est alors nécessaire de procéder à la conception de la gamme standard.
Explication du principe
Le dosage par étalonnage repose sur l’utilisation de solutions (appelées "solutions étalons") qui contiennent l’espèce chimique à doser en différentes concentrations connues.
Il suppose également que la concentration de l’espèce chimique influe sur une grandeur physique ( comme l'absorbance, la conductivité...) qu’il est possible de mesurer.
👉🏼 En effet, il faut utiliser des valeurs qui sont dépendantes de la concentration
On compare ensuite les propriétés physiques de l’échantillon à la même propriété physique pour une gamme étalon.
Le phénomène de dilution
La dilution correspond au processus d'obtention d'une solution finale avec une concentration inférieure à la solution de départ. Cela peut ensuite être fait en ajoutant du solvant ou en extrayant une partie de la solution puis en terminant jusqu'à ce que le solvant atteigne le volume souhaité.
La dilution peut alors être caractérisée par le taux de dilution. Pour cela, cependant, il faut supposer que le diluant est soluble dans le solvant utilisé.
Dilution par ajout de solvant
On note la concentration d'une solution C et il est possible de la calculer avec la formule suivante : 
Avec :
- C la concentration molaire. Cette unité s'exprime en mol.L-1 ;
- n la quantité de matière du soluté en solution. Cette unité s'exprime en mol ;
- Et V le volume de solvant. Cette unité s'exprime en L.
Ainsi, si on procède à une dilution par ajout de solvant, la solution initiale et la solution finale contiennent autant de quantité de soluté. Cela signifie alors que ninitiale = nfinale . On a alors les relations suivantes qui se dégagent :
On peut déduire de ces relations le rapport suivant : 
Il est possible d'exprimer le taux de dilution avec la relation suivante :
Il est important de savoir que le taux de dilution, noté T, est une grandeur sans unité et qui présente obligatoirement une valeur positive et inférieure à 1. Quant au taux de dilutions successives, il correspond au produit des taux de dilution de chaque dilution.
Créer une gamme étalon pour obtenir des résultats 🏆
Certains critères doivent être respectés pour effectuer un dosage colorimétrique :
- La réaction doit produire une teinte ou une opacité proportionnelle à la concentration
- La teinte ou l'opacité doit être constante pendant le processus de mesure
- Le composé à analyser doit être en concentration extrêmement faible (jamais dilué)
- Une gamme d'étalonnage doit être réalisée dans les mêmes circonstances physiques et chimiques que les expériences
- La longueur d'onde du spectrophotomètre doit être celle qui permet la plus grande absorption
Si l'ensemble de ces conditions sont remplies, il est possible d'obtenir un dosage colorimétrique.
Protocole à suivre
Il est nécessaire de faire une gamme d'étalonnage afin de calibrer le spectrophotomètre (y compris pour certains kits vendus dans le commerce). Cette gamme permet de déterminer l'absorbance à une longueur d'onde donnée, pour un certain tube ou une certaine cuve de spectrophotomètre, pour une concentration de composé donnée.
✅ Par conséquent, il faut préparer une solution de dosage de l'élément à faible concentration
Le volume ultime de liquide dans chaque tube doit être le même afin d'obtenir la gamme d'étalonnage et de dosage. Ou, pour que la réaction se produise, les volumes des réactifs doivent rester constants, mais les quantités (liées aux concentrations) de composé à doser doivent varier dans chaque tube. Dans certaines méthodes de dosage, on complète avec de l'eau distillée afin d'atteindre un même volume (par exemple 100 ml) en ajustant le niveau à une jauge caractéristique.
Pour éliminer l'absorption causée par les réactifs eux-mêmes, il faut construire un tube 0 ou blanc. Ce tube ne contient aucun composé de dosage.
La création d'une gamme d'étalonnage nécessite une grande précision (utilisation de fioles jaugées, de pipettes, etc.) et doit être réalisée dans les mêmes conditions et par le même opérateur tout au long des manipulations.